锅炉NOx 的经济调整方案及控制措施

张晨

（神华国华北京热电分公司，北京 100000）

1 引言

北京热电分公司有4台锅炉，投产于1999年，锅炉均为哈尔滨锅炉厂生产的HG-410/9.8-YM15。2008年北京举办第29 届奥运会，环保工作提高到前所未有的新高度，对工业锅炉的烟气排放指标更加严格。随着北京市环保标准的不断提高，为了达到北京市环保局对工业锅炉的排放标准，锅炉在2006年进行了低氧燃烧改造，使锅炉的Nox 排放量由500mg/Nm3以上降至350 mg/Nm3。为了加大环保的减排力度，2007年公司对4台锅炉进行SNCR（选择性非催化还原，以下简称SNCR）系统改造，2007年10月热电分公司的4台锅炉的SNCR 系统改造工程全部完工并投运。

2 问题的提出

热电分公司的锅炉SNCR 系统采用尿素（尿素学名为碳酰二胺，分子式(NH2)2CO）作为还原剂，自2007年SNCR 系统投运以来，尿素的价格由最初的1800元/吨上涨至目前的2800元/吨。原材料价格的上涨使公司的年度预算中尿素成本由500万元上涨至800万元。因此，如何对锅炉的SNCR 系统的喷氨量进行经济调整，在满足排放环保指标的前提下，减少尿素的用量节省生产成本，以求深入落实公司的节能减排工作。

3 问题的分析

热电分公司锅炉的SNCR 系统投运后，进行了SNCR 系统动态调整性能试验，经过试验结果可分析SNCR 系统可以达到设计目标。但在运行调整的细节方面并未进行深入的调整性能试验。随着原料尿素的价格不断上涨，使SNCR 系统的使用成本不断增加。如何更加经济的、精细的控制尿素用量，将是公司节能工作的进一步深入化和具体化。

4 方案的制定和实施

针对SNCR 系统投运后尿素用量的精细化管理和锅炉Nox 控制的问题，发电运行部分析原因并对锅炉进行了相应试验。

试验数据分析（按锅炉NOx 排放200mg/m3控制，数值为高值）：

根据试验数据和SNCR 系统投运以来的情况，锅炉SNCR 系统在保证Nox 排放的情况下，得出以下控制措施。

4.1 制粉系统控制措施

在保证锅炉制粉系统设备完好、绞龙运行正常情况下，制粉系统运行方式执行下面措施。

4.1.1 后夜班存高粉位，单炉7米以上，6点钟开始停止#2、4 炉制粉系统，停磨后将#2、4 炉喷氨量减至0，通过值班员对燃烧调整来控制锅炉NOx 排放。

4.1.2 白班在粉位允许的情况下，中午12点以后再启动＃2＃4 炉制粉系统，投入喷氨。如白班锅炉平均负荷超过320t/h，可根据粉位提前启动制粉系统。

4.1.3 #2、4 炉制粉系统轮换在白班进行，#1、3 炉制粉系统轮换在前夜进行，#1、3 炉无磨运行时也要将喷氨量减至0，通过值班员对燃烧调整来控制锅炉NOx 排放。

4.1.4 白班和前夜交班粉位执行不低于4米，并严格执行降粉制度。后夜班暂不执行定期降粉制度，但若有条件仍要进行降粉，为白班停磨创造有利条件。

4.1.5 暂不执行#4 炉制粉系统后夜轮换制度。

4.1.6 绞龙缺陷情况下，通过倒磨、调整负荷偏差等方式控制粉位，尽量延长停磨时间。

4.2 锅炉喷氨的控制

4.2.1 锅炉负荷在300t/h 以下，控制喷氨量不得大于0.15m3/h。

4.2.2 锅炉负荷在300t/h 以上、360t/h 以下，控制喷氨量不得大于0.20m3/h。

4.2.3 锅炉负荷在360t/h 以上，控制喷氨量不得大于0.25m3/h。

4.2.4 在锅炉负荷在320t/h 以下单磨运行稳定工况，锅炉至少停止上层2个给粉机运行；在锅炉负荷在320t/h 以下无磨运行稳定工况，锅炉至少停止上层1个给粉机运行。以控制锅炉NOx 排放，并减少喷氨量，但要注意定期切换给粉机，切换时间不超过2小时。

4.2.5 以上喷氨量为控制的最大喷氨量，值班员应通过运行调整逐渐优化，减少喷氨对受热面的影响。

4.2.6 单台锅炉的两侧制粉系统停止后，若锅炉负荷小于320t/h，应将喷氨量减至0，值班员合理控制锅炉燃烧进行调整NOx 排放；若锅炉负荷大于320t/h，应根据锅炉NOx 排放值适当减小喷氨量。

4.2.7 锅炉停磨后喷氨量减至0，同时减少稀释水流量，控制不大于1.0m3/h，从而减少烟气中的水蒸气含量。若炉尿素溶液调门关闭不严，应将炉的尿素溶液手动门关闭。

4.2.8 当锅炉NOx 排放超标，采取有效调整手段仍然无效的情况下，需增加锅炉的喷氨量超过规定值来降低锅炉NOx 排放时，值班员应汇报值长和发电部并批准。

4.3 锅炉燃烧系统调节措施

4.3.1 锅炉燃烧调整原则按照低氧燃烧方式进行调节。

4.3.2 锅炉炉膛出口氧量按3%控制。

4.3.3 尽量减少三层给粉机的送粉量，负荷低于320t/h，至少停止2台给粉机，负荷低于380t/h 高于320t/h，至少停止1台给粉机。

5 总结

通过以上措施，锅炉的NOx 控制得到有效保障，同时尿素的用量也得到有效控制，具体数据如下：（8月1日起执行了锅炉NOX 经济调整措施）

对以上数据分析，执行锅炉NOX 经济调整措施后，尿素用量明显下降，负荷350t/h 以下每月可减少尿素用量30吨，折算金额达8万余元。试验数据统计，锅炉负荷高于380t/h时，尿素用量明显提高，主要因为高负荷时限制锅炉停磨时间，同时又限制了锅炉给粉机停运，锅炉控制NOx的燃烧调整方式受到限制，制约了可控手段。

以上几点经验对于提高我们的操作水平、控制锅炉NOx 排放并减少尿素用量有一定指导意义，但在实际锅炉NOx 控制调整过程中也存在一些问题需要我们在今后的工作中加以解决。

a.锅炉煤质影响，当原煤灰分大时，锅炉的NOx 排放较难控制，因此需对入炉煤化验进行监督，发现煤种异常和燃烧煤罐结合面时需及时进行调整或倒罐。

b.尿素配制时，由于配制水源与喷氨的稀释水为同一路水源，影响稀释水的压力波动较大，需对尿素溶液配制的水源管路进行改造。

c.锅炉喷氨系统的尿素溶液和稀释水的调整门线性不好，给运行中的精确调整带来一定困难。

d.公司的4台锅炉的尿素和稀释水为同一母管，由于结构布置和设备选型问题，当一台炉进行调整时影响其它炉的喷氨参数产生变化，从而其他炉也要进行被动调整。使锅炉Nox 控制更加复杂化。

[1]神华国华北京热电分公司的《集控运行规程》